Проектирование круглого фасонного резца

 

 

 3.3) Выбор и обоснование инструментального материала.

Применяем в качестве инструментального  материала для изготовления шевера быстрорежущую сталь марки Р6М5К5 ГОСТ 19265-73.

 

Таблица 3.2. – Химический состав стали Р6М5К5.

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Mo	W	V	Co
0.84-0.92	до 0.5	до   0.5	до 0.4	до 0.03	до 0.03	3.8-4.3	4.8-5.3	5.7-6.7	1.7-2.1	4.7-5.2

 

Вольфрам повышает твердость путем  образования сложных карбидов и  сохраняет твердость сплава при  отпуске, уменьшает его склонность к росту зерна при нагреве, повышает износостойкость и теплостойкость. Молибден (М) увеличивает красностойкость, прочность, коррозионностойкость при высоких температурах. Кобальт  повышает жаропрочность, магнитопроницаемость. После термической обработки, включающей закалку и многократный (двух- или трехкратный) отпуск при температуре 550 – 600° C, инструмент из быстрорежущей стали может иметь твердость HRC 62 – 65, и характеризуется повышенным сопротивлением износу и теплостойкостью до 600° C. Сталь 40Х – это легированная сталь, содержащая 0,4% углерода и 1% хрома. Хром (Х) упрочняет сталь в результате его растворения в железной основе и образования карбидов.

 

3.4) Обоснование  элементов и параметров конструкции  инструмента.

Дисковый шевер представляет собой корригированное зубчатое  колесо, зубья которого снабжены канавками, образующими режущие кромки, вращается вокруг оси ОО (рис. 3,1,), наклоненной к оси заготовки на некоторый угол θ. При сближении осей шевера, имеющего косые зубья, и заготовки, имеющие прямые зубья, получается зубчатое зацепление заготовки и шевера. Если отметить точку на профиле зуба шевера, лежащую на оси ОО, и соответствующую ей точку на профиле колеса, то при повороте шевера и колеса на некоторый угол при взаимном зацеплении их точка, лежащая на профиле шевера, из положения А переместиться в положение А_ш; точка А, лежащая на профиле зуба колеса, переместиться при этом в положение А_к. Точки А_ш и А_к Разойдутся на некоторое расстояние l. Поскольку в процессе зацепления шевера и колеса будет происходить тоже самое с каждой точкой профиля, то возникает некоторое скольжение профиля зуба шевера относительно профиля колеса. Скорость этого скольжения и является скоростью резания при шевинговании. Эта скорость переменна, и абсолютная величина её зависит от угла скрещивания осей заготовки и шевера. Обычно этот угол скрещивания осей θ выбирают в пределах 10-15°. Для того чтобы получить относительное скольжение при обработке прямозубых колес, необходимо делать шевер с косыми зубьями, а при обработке косозубых колес – шевер с прямыми зубьями.

Рисунок 3.1. Схема шевингования дисковым шевером.

 

Шеверы бывают дисковые и реечные для обработки цилиндрических колес, а также червячные для обработки червячных колес. Наибольшее применение имеют дисковые шеверы. Шеверы изготавливают из быстрорежущей стали Р6М5 или Р18 с твердостью 62...65 HRC, трех классов точности (ГОСТ 8570-80Е): АА, А, В, для обработки колес степени точности, соответственно, 5, 6, 7.

Шевингование осуществляется при свободном беззазорном зацеплении зубьев шевера и заготовки. Принудительное вращение сообщается шеверу. Заготовка колеса, находясь с ним в станеочном зацеплении, свободно вращается на оправке, установленной в центрах.

Сущность процесса шевингования заключается в следующем: в результате зацепления шевера и обрабатываемого колеса с перекрещивающимися осями возникает скольжение профилей их зубьев, которое используется для создания движения резания при шевинговании. Контакт зубьев шевера и обрабатываемого колеса теоретически точечный (в действительности имеет место пятно контакта). В процессе зацепления контакт перемещается по пространственной линии зацепления. В точках контакта и происходит обработка зубьев колеса зубьями шевера. Для возможности обработки профиля зубьев колеса по всей ширине заготовки, ей относительно шевера сообщается подача

Рисунок 3.2. Конструктивные элементы дискового шевера.

К основным конструктивным элементам шевера относятся:

 

 

 

 

 

.

 

3.5) Расчет  шевера для чистовой обработки зубчатого колеса.

 

3.5.1 Дополнительные  технологические  параметры   зубчатого  колеса.

Угол зацепления по торцу:

 

Угол подъема винтовой линии на основном цилиндре колеса:

 

Делительные диаметры сопряженных  колес:

 

 

Диаметры основных цилиндров  сопряженных колес:

 

 

Диаметры вершин зубьев колес:

 

 

Диаметры впадин зубчатых колес:

 

 

Высоты головок зубьев колес:

 

Толщина зуба колеса по делительной  окружности в нормальном сечении:

 

Межосевое расстояние зубчатой передачи:

 

Угол зацепления зубчатой передачи:

 

Длина активной линии зацепления сопряженных колес в передаче:

 

 

Радиус кривизны в точке  начала активной части профиля колеса:

 

Необходимое перекрытие обработкой активной части профиля зуба колеса при шевинговании:

 

Коэффициент перекрытия при  зацеплении колеса с шевером:

 

 

 

 

3.5.2 Расчет шевера.

Угол скрещивания осей:      

Угол наклона зубьев на делительной окружности:

 

Направление зубьев шевера принимаем противоположным направлению зубьев колеса.

Число зубьев шевера(предварительное):

 

Принимаем

Диаметр делительной окружности:

 

Торцовый профильный угол шевера:

 

Диаметр основного цилиндра:

 

Угол подъема винтовой линии на основном цилиндре:

 

Нормальный угол зацепления на начальном цилиндре нового шевера:

 

Угол наклона зубьев на начальном цилиндре шевера:

 

Угол наклона зубьев на начальном цилиндре шевера:

 

Торцовый угол давления на начальном цилиндре шевера:

 

Торцовый угол давления профиля  на начальном цилиндре колеса:

 

Диаметр начального цилиндра шевера:

 

Диаметр начального цилиндра колеса:

 

Длина линии зацепления при  шевинговании:

 

 

 

Наибольший радиус профиля  зуба шевера с учетом перекрытия обработкой активной части профиля колеса:

 

Диаметр окружности выступов шевера:

 

Величина радиального  зазора шевера и обрабатываемого колеса:

 

 

Шаг по нормали на начальных  цилиндрах шевера и колеса:

 

Толщина зуба колеса по нормали  на начальном цилиндре колеса:

 

 

Толщина зуба шевера по нормали на начальном цилиндре шевера:

 

Высота головки шевера:

 

Угол давления торцовый на наружном диаметре:

 

Угол наклона зуба на наружном диаметре шевера:

 

Толщина зуба на вершине  нормали:

 

 

 

 

3.5.3 Определение  параметров сточенного шевера.

Угол зацепления по нормали  на начальном цилиндре сточенного шевера:

 

Угол наклона зубьев на начальном цилиндре шевера:

 

Угол наклона зубьев на начальном цилиндре колеса:

 

Торцовый угол давления на начальном цилиндре колеса:

 

Торцовый угол давления профиля  на начальном цилиндре колеса:

 

Диаметр начального цилиндра шевера:

 

Диаметр начального цилиндра колеса:

 

Длина линии зацепления при  шевинговании:

 

 

 

Наибольший радиус профиля  зуба шевера с учетом перекрытия обработкой активной части профиля колеса:

 

Диаметр окружности выступов шевера:

 

Величина радиального  зазора шевера и обрабатываемого колеса:

 

 

Шаг по нормали на начальных  цилиндрах шевера и колеса:

 

Толщина зуба колеса по нормали  на начальном цилиндре колеса:

 

 

Толщина зуба шевера по нормали на начальном цилиндре шевера:

 

Высота головки шевера:

 

Наименьший радиус кривизны профиля зуба сточенного шевера в торце:

 

 

 

3.5.4 Определение  конструктивных элементов.

Диаметр окружности в точке  начала зацепления сточенного шевера:

 

Диаметр окружности ножек:

 

Угол давления торцовый на ножке зуба:

 

Торцовая толщина ножки  зуба:

 

 

Ширина впадины зубьев по окружности ножек:

 

Диаметр сверла для сверления  отверстий в шевере, предназначенных для выхода гребенки:

 

Диаметр окружности центров  отверстий:

 

Угол наклона оси сверла:

 

Полная высота зуба шевера:

 

Ширина шевера:

Ширина ступицы:

 

Размеры канавок на боковых  сторонах зубьев шевера:

Вариант исполнения 2;

Диаметр посадочного отверстия: 

Размер  (ГОСТ 8788-68)

 

 

 

3.5 Заточка шевера

Заточка шевера имеет ряд особенностей. При затачивании шевера по задней поверхности (эвольвентный профиль), толщина зуба шевера уменьшается, поэтому для более качественной обработки переточенным шевером межосевое расстояние обрабатываемого колеса и шевера уменьшают, но при этом уменьшается радиальный зазор в зацеплении шевер – колесо, и вершина зуба начинает “резать”. Поэтому, кроме заточки по задней поверхности, шеверы обрабатывают по наружному диаметру, т.е. уменьшают высоту зуба шевера.

Заточка по задней поверхности  осуществляется методом обката на зубошлифовальных станках мод. 5891 или 5А893. Шеверу одновременно сообщаются два движения: поступательное (подача S₁) и вращательное (подача S_кр). После чего шевер поворачивается на один зуб, и процесс повторяется заново. Подачи S₁ и S_кр связаны кинематической цепью станка. Заточка по наружному диаметру осуществляется на круглошливовальных станках (3151). Схема заточки – см. рис. 5. Заточка осуществляется методом врезного шлифования. Подача S_рад осуществляется автоматически до жесткого упора.

Характеристику круга  и режимы заточки резца принимаем по табл. 143, [3].

Режим заточки: 
по задней поверхности 
V_p = 30…35 м/с; S_поп = 0,005 мм/дв.х (припуск – 0,05…0,07 мм на сторону); S₁ = настраивается гитарой обката станка 

по наружному диаметру 
V_p’ = 30…35 м/с 
V_зач = 1,0…1,2 м/с 
S_рад – автоматически до упора (припуск – 0,15 мм на радиус)

 

Форма и характеристики кругов: 
по задней поверхности: 
4П 150х10х32 25А 16П М2 7 К5 35 м/с АА 1 кл 
по наружному диаметру: 
ПП 300х30х60 25А 20А СМ1 6 К5 35 м/с А 1 кл

 

 

 

 

Заключение

В результате выполнения курсовой работы были проведены расчёты и  проектирование режущих инструментов выданных на основании заданий для  закрепления знаний по предмету «  Проектирование инструментов». Вследствие чего был разработан круглый фасонный резец, спроектирована шлицевая протяжка и разработан шевер. Выполняя работу, было освоено последовательность ведения работы в проектировании инструмента.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.       Режущий инструмент. Курсовое и дипломное проектирование. Учебное пособие./Под ред. Е.Э. Фельдштейна. – Мн.:Дизайн ПРО, 2002.- 320 с., ил.

2. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальности «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструмент»/ Т.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов, Ю.Л. Боровой и др.-М.: Машиностроение, 1989.-328 с.: ил.

3. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учебное пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент».-5-е изд. -М.:Машиностроение, 1990.-448 с.: ил.

4.       Попов С. А. Заточка и доводка режущего инструмента: Учебник для техн. училищ. – М.: Высш. школа, 1981 – 200 с., ил. – (Профтехобразование. Инструментальная промышленность).

5. Справочник конструктора-инструментальщика: Под общ. ред. В. И. Баранчикова. -М.:Машиностроение, 1994.-560 с.:ил.

6. Иноземцев Г. Г. Проектирование металлорежущих инструментов: Учеб. пособие для вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». – М.: Машиностроение, 1984. – 272 с., ил.

7.      Справочник инструментальщика/ И. А. Ординарцев, Г. В. Филиппов,                     А.Н. Шевченко и др.; Под общ. ред. И.А. Ординарцева.-Л.: Машиностроение, 1987.-846 с.:ил.

8.      Справочник технолога–машиностроителя. В 2-х т.–4-е издание /под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.– М.: Машиностроение, 1985.–Т.2.

 

9.     Сотников  В.И. Расчет протяжек для обработки  прямобочных отверстий: Учебное пособие/В.И. Сотников, Ю.П. Мельков. – Орел: ОрелГТУ, 2002 г. – 74 с.